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在冶金工业中和在纺织工业中一样，近代技术中的大多数的发明，并不是抽象理论的创作，而是实际需要和职业经验上摸索的创作。科学随同蒸汽机一道出现，产业革命的经验时代便被科学时代所代替了。蒸汽机的发明隶属于科学史同时又隶属于工艺学。但是，我们不能从这两方面去研究它，因为那需要物理学家和工程师的技能。我们应该仅从来源可靠的原始资料中汲取那些对于了解事实所必需的简要概念，因为事实是我们的研究的真正对象。对我们来说，蒸汽机的发明是一种经济性质的现象。这项发明适应什么需要呢？它怎样被人以应用的形式实现的呢？它产生了一种新的工业，它本身是在什么时候被引进到各个工业中去的呢？这些是我们能够并且应该回答的问题。此外，为了论述这个问题，我们拥有头等意义的文件————博尔顿和瓦特在索霍所办的工厂的文件， 1 这些文件大部分保存在一位英国的大工业家 2 那里，这些文件使我们能够看到蒸汽机的工商业史在最初重要时期的本来面貌。
（一）
动力和动力机。水力机。用于矿井中抽水的，后来又作水力机辅助工具的萨夫里火力机（1698年）和纽科门火力机（1705年）。
使用不同于人力或畜力的动力是近代大工业的主要特征之一。没有这种动力虽然能有机器，但机械化就不会存在，生产只能在比较狭窄的范围内发展；简而言之，“手工工场制”与工厂制度之间的距离就无法越过。事实上，我们在上面叙述过其起源的那些大工厂的存在条件，便是使用动力，即水力。我们可以回想一下阿克赖特的机器是以水力纺纱机这一有意义的名字命名的。古代的水车，好几百年都是用来磨碎谷物的，以后约在中世纪末期则被用来推动浆洗呢绒的木槌、炼铁厂的鼓风器和锤、供水泵或排水泵，到十八世纪便具有普遍的重大意义。 3 凡在一项工业建立的地方或改组的地方，我们都能发现它。它在一所建筑物里已经足够发动许多的或者强力的机器，它使人有可能在大作坊里进行组织工作，因为在大作坊里，工人们被迫遵守严格的纪律，而这种纪律就是机械化的直接的和必然的结果。
工业史上的这个时期，与蒸汽机时期对比，我们可以把它叫做水力机时期；这个时期的延续是相当长的。在英国，这个时期是在十九世纪初期以前结束的，那是有几个原因的。这些原因的结合作用说明了瓦特的发明的迅速成功。使用水力机迫使工业不得不限制在局部地区，工厂只能设在水流量大的急流的旁边。这种条件在彭奈恩山脉附近最具备，因而那里建立了最早的一批纱厂，在苏格兰和威尔斯 4 也具备，我们知道冶金工业就是从它那里得到好处的。但是，不列颠的其余地方则是由渐次起伏的平原所构成的，那里，河流缓慢。除了这个不利因素之外，又加上另一种不利因素：动力往往不足。聚集动力和传送动力的车轮系统常常把一部分的动力浪费掉。人们没有像今天这样的办法，用电作或远或近的补充的动力。在一个一定的场所，人们用来增加动力的唯一的实用办法，就是制造一些人工瀑布。但是为此，必须先用抽水机将水升到蓄水池里。蒸汽机的作用正是在这里开始的。
其实，蒸汽机，或者人们给它起的名字叫火力机（fire-engine），起初只不过是一种抽水机而已。这里仅仅谈谈最初那些有关蒸汽膨胀的研究，即萨洛蒙·德·科、武斯特侯爵和丹尼斯·帕平的研究以作提示。 5 那些实地的应用————我所指的是那些应用并不是指无效果的试验————真正说来，仅从萨夫里的发明开始。托马斯·萨夫里是英国陆军军官，出生于康沃尔。 6 他在那里能够看到开采铜矿所遇到的日益增加的困难：在一定深度，几乎无法排出涌到坑道里的水；必须求助于全套的重叠唧筒，但这种唧筒的安装是很贵的，而且效果不大。 7 萨夫里为了代替这些唧筒而发明他的机器，机器的模型于1698年夏天在汉普顿宫呈献给威廉三世。 8
萨夫里机器略图
这种机器，虽然构造很简单，但却同时利用两种力量，用气压来吸水，用蒸汽的张力把水压出去。它基本上是由一个汽锅（B）和一个通连着的汽桶（T）所组成的：汽桶的下部有两个管子，一个向下（P），另一个向上（P′），两个都是用阀门关闭起来的。蒸汽从汽锅里出来，充满汽桶，这时把通道上的笼头关闭起来，并用冷水浇汽桶的外壳，蒸汽便凝结，因而汽桶里产生了一部分空隙，气压就使水升到P管里。这是操作的第一部分。第二部分是，当汽桶差不多被水充满时，再使蒸汽进入汽桶，蒸汽也对水施加压力并把水由下向上从那个排出管（P′）里排出去。这种描述当然是纯粹图解性的，正如附图那样：详细情形是有意省略的。然而，必须指出萨夫里的机器是具有特出形式的装置：它不是只有一个汽桶，而是有两个同等容量的汽桶、轮流地出空和充满。
在发明人看来，这种机器可以有许多用途；用来疏干沼地、排出矿井中的水、供给城市和人家的用水、扑灭火灾、推动磨轮。 9 事实上它是被人用在矿井里的：首先在康沃尔郡的许尔·沃铜矿里，以后，1706年在斯塔福德郡的文斯伯里附近布劳德沃特煤矿里。 10 可是它使那些最初使用的人产生失望：它至多只能使水升高到一百尺左右，而且，如要试图加强压力，就会使汽锅爆炸。萨夫里把功率较小的机器安装在私人住宅里或花园里，取得了较大的成功。1712年左右，在伦敦和伦敦附近安装了几个这种机器。必须提到钱多斯勋爵所买的西昂馆的那架机器，以及卡姆登馆的那架机器，后者每分钟能使五十二加仑的水升到五十八尺高。 11 另一个是被一个把泰晤士河水供给城市一部分地区的公司所使用。但是，它似乎没有产生人们所期望的那种效用。 12 萨夫里的抽水机很不完善，它的动作缓慢，它的力量有限。由于它会爆炸因而很危险，人们不知道怎样预防，因为既没有压力计来测量压力，又没有调节装置来减少压力。一当人们知道纽科门的机器时，它就被人抛弃了。
纽科门机器略图
这两项发明的基本差别点————从理论上看，差别完全有利于萨夫里————就是纽科门不利用蒸汽的张力。事实上，纽科门仅仅使用蒸汽通过冷凝而使筒身空虚。他的机器最恰当的名字应该是气压机这个名字。其原理如下：气锅（B）与一个汽缸（C）相通连，汽缸有一个活塞（P）在动作着。这个活塞的杆子连接在一个活动杠杆（D）的一头，像一个支轴上的天秤杆那样，在垂直面上摆动着。在杠杆的另一头联系着另一个杆子（R），这个杆子带动一个吸入压力泵。在停止状态，平衡锤（N）把活动杠杆维持在倾斜的状态。要使机器开动起来，就用冷水使汽缸（C）冷却：蒸汽一经冷凝，气压就使活塞（P）下降，同时活动杠杆就使（R）杆子高升起来。一当人们让蒸汽进入汽缸（C）时，就产生相反的效果：气压不再起作用，活塞（P）因被平衡锤所牵引，所以又上升起来。这样就造成一种有规律的往复，致使抽水机开动起来。 13
这项发明比较萨夫里的发明晚几年。 14 发明人纽科门是德文郡达特穆斯的铁匠兼锁匠。他必定听人讲过萨夫里，因为后者的最初试验是在距离那里不远的地方进行的。 15 据说他知道帕平的创作，并且关于这个问题，他还同一位当时当地的最著名的学者、英国皇家学会终身秘书罗伯特·胡克通过信。 16 发明的来源大概是比较简单的：同纽科门合作完成这项发明的那个人，和他一样是个手艺人，或者说是个小制造商，装配玻璃的工人约翰·卡利（Calley）。 17 他首创的那架机器还很粗糙。在蒸汽通到汽缸里时，活塞并不是严密地贴在管壁上的；用冷水浇灌汽缸外部而获得的冷凝，也很不完善；必须用手开闭通道上的笼头，每分钟七八次。继续的改进，部分地矫正了这些缺点。通过安设一个注水虹吸管在汽缸的内部、在蒸汽本身的当中，冷凝就更加迅速和更加完善。机器的动作被一个带、杆系统所加速，这个系统把笼头同活动杠杆联系起来，使得交替动作成为完全自动。后来，人们说这个改善归功于青年工人汉弗莱·波特的偷懒，因为他负责看管一架纽科门机器，所以想到用这种方法来简化和缩减他的工作。最后，爆炸的危险，由于纽喀斯尔的亨利·贝汤在1717年加上一个安全活门而被避免了。 18 到1720年左右，机器已经达到应用的形式，除去某些细节以外，这种形式保持了五十多年之久。 19
从1711年起，已经组成一个公司来经营纽科门的发明。 20 这些机器的使用很快地流行开来，不仅在英国，而且还在大陆上。 21 其中一个安在考文垂附近格里夫那个地方的，同五十匹马所做的工作一样多，可是所花的费用只有六分之一。 22 泰晤士自来水公司于1720年所买的约克大楼的那架机器，用来代替那架力量不足的萨夫里机器，是相当大的，汽锅有四百五十立方英尺，汽缸有二英尺半直径和九英尺高，每年消耗价值一千镑的煤。 23 然而，当时人的惊奇毕竟并不很久，因为不久，到处都有“火力机”，不仅在矿井里是短期内所必不可少的， 24 而且，在运河边也用它给蓄水池和水闸供水， 25 在城市里用它供给饮用水。1767年，纽卡斯尔及其近郊差不多有七十架这种机器。 26
纽科门机器不需要重大改变就能成为动力机，只要把活动杠杆连接在一个传送装置上就行了。关于这个问题，一个叫弗里茨格拉德的人在1758年给英国皇家学会写过信。他的意见虽易实行，但并未进入应用。 27 人们认为比较简单的是，把水提升到蓄水池里，以后再用水来推动轮子。在十八世纪中叶，这种火力泵和水力机的组合，到处都在使用。这种混合组织所产生的力量的丧失，又加上因冷凝汽缸所造成的热素的丧失，结果就是燃料的耗费同所得的效果不相称。人们屡屡寻求补救的办法。当时最有本事的工程师如布林德利和斯米顿都从事于这种研究。 28 但是，问题多亏瓦特的学识和天才才得到解决。
（二）
詹姆斯·瓦特。科学在产业革命中出现同瓦特的名字连在一起。他的青年时代。他的理论天才。发明的起源：对纽科门机器的研究。冷凝器的发明；蒸汽的压力被用来代替气压。1769的专利证。附带的发明：圆周运动。
詹姆斯·瓦特这一名字所享有的光荣，瓦特在英国和整个文明世界伟人中所占有的地位，他的创造的发展及其持久性的后果都告诉我们，他不是一般的发明家，而是另一类的人，他追求的是另一些目的。他的科学好奇心很早就产生了。他出生 29 在苏格兰的格里诺克镇的一个家庭里，他能在家里看到墙上挂的伊萨克·牛顿的画像和对数发明者内皮尔的画像。这些画像都是他祖父托马斯·瓦特留下来的，他祖父教授数学。 30 他的父亲是建筑师兼造船师，是个有学识的聪明人，担任格里诺克镇的司库和市政官。 31 虽然詹姆斯·瓦特体质很弱，终身都为难以忍受的头痛所愁苦，但他从童年起就热爱学习，而且显出真正的酷爱。他对机械学的爱好早已显露出来：十三岁时，他就在他父亲的作坊里制造出一些机器的模型。 32 当他必须选择一种职业时，他就选择实验室工具制造者的职业，并到格拉斯哥去安家设厂。那里的行政当局给予阻挠，借口他不是那个城市的市民。可是格拉斯哥大学需要他帮忙，对他加以保护，并且在它自己的领域内给他一个能够自由工作的工场。 33 在那里，他结识几个著名的科学家：例如化学家布莱克，在瓦特阐述其潜热理论时，就去听他讲课。 34 罗比森在1758年————那时瓦特二十二岁————第一次看到他时，就被他的博学和智力敏锐所感动，他说：“我希望找到一个工人，我却碰到了一位哲学家。” 35 为了能读外国的科学著作，他彻底学会了三种语言：法语、意大利语和德语。 36 从那时起，他终身注视整个科学动态，而且还亲自参加一些重大的发现；他同布莱克，以后又同罗巴克一起研究盐的成分、研究氢氟酸、研究对晴雨计和湿度计的构造进行改良；后来，他和卡文迪什与普里斯特利同时从事于水的分析。 37 他的素养，跟他的知识一样，说明他并不是一个狭隘专家。在他中年时代，那些接近他的人因他在古代文物、法学和美术方面的知识而感到惊奇。他了解德国的各派形而上学，他对诗学也有兴趣，并且热爱音乐。 38 他的理论天才是靠整个科学和当时的整个思想而得到滋养的。
我们通过他自己提供的说明，知道他的发明的来源。 39 这里，不存在人们容易赋予伟人的那种早期的突然的灵感的问题。瓦特绝不是因为看到水在茶壶里沸腾就一下子发现蒸汽的力量的。同他朋友罗比森的谈话，引起了他注意一个长期以来就提出的问题。在1761年或1762年，他使用帕平的蒸煮器来开始有关蒸汽压力的一系列有系统的试验。在1763至1764年的冬天，他必须修理一架纽科门机器的小模型，因为它是格拉斯哥大学的并且是用于物理课的实习的。他观察它的运转，并对它作了有系统的评论。力的消失是它的明显缺点，他认为这种消失与两个主要原因有联系。一方面，在活塞每动一下之后，为了恢复汽缸内部的高温，就耗费掉大量的热素；另一方面，冷凝由于冷却不足而非常不完备。怎样补救这双重的缺陷呢？瓦特的发明正是对这个问题的解答，解答是根据科学方法在一个实验室里做出来的。
让发明家自己讲吧：“为了避免任何无益的冷凝，蒸汽对活塞发生作用的那个汽缸，必须经常同蒸汽本身一样热……。为了获得必要的空隙，冷凝必须发生在一个单独的容器里，这里的温度能够按照所需要的程度得到降低，而汽缸的温度却不受到改变。” 40 整个冷凝器 的原理就包含在这几句话里，从此以后，冷凝器就和气缸分开来，而在纽科门机器里，它是同汽缸构成一体的。这第一项改进带来了另一项更重要的改进：“为了不必用水来防止活塞漏气，为了在活塞下去时防止空气冷却汽缸，那就必须使用蒸汽的压力作为动力，而不使用气压作为动力。” 41 这样，结论就完成了正确推理，于是发生了重大的改革，气压机变成了蒸汽机。
从那时起，这个创作在其主要方面已经确定下来了。瓦特在1764年左右所拟的那些草图，与人们在他附在1769年第一个专利证上的说明书原文里所看到的完全一样。 42 他赋予他发明物的那个朴实的名称，十分正确地指出他的原来的意图，为了“减少火力机中的蒸汽和燃料的消耗量”。瓦特的性格不同于他的能力，他把他的研究的富有成效的真正创新的东西，仅仅当作附属的假设而顺便地提了一下：使用蒸汽不是作为辅助的力量，也不是使筒身出空的方法，而是作为产生运动的积极力量。 43 在十三年后，即在一系列长期实用试验之后，蒸汽膨胀才被放在首要地位，气压机的原理才被最后抛弃。
我们不需要说明瓦特用来补充其主要创作的所有那些次要的发明。某一些发明，如离心式调节器或复动机上的滑阀，其目的在于获得最大限度的力并调节其排出量。 44 另一些发明，其目的则在于利用这种动力并使之适合于各种实际用途；这些发明可能引起我们的注意，因为蒸汽机的工业前途，在其历史上某一时刻，是由它们所决定的。假如蒸汽机仅仅停留在它一开始时的状态，停留在它从其产生的那些机器亦即自动抽水机的状态，那么，它在工业上的作用就很有限了：至多是水力机的辅助工具，承担供水推动机轮而已。要使它能够直接发动各种机械、实现花样繁多的技术工作，必须解决一系列问题，其中第一个就是：怎样使活动杠杆的振动变为圆周运动？瓦特继续弗里茨格拉德的研究，不久就发现不是一个而是几个解决方法。 45 最好的一个是仿效当时存在的一个最古老的、最简单的机器：磨刀匠的踏板轮。 46 另一个方法虽然比较复杂，但为了商业的原因，瓦特不得不采用它，这一方法被那美妙的说法“行星的运行”表述得相当清楚。 47 还应该提到瓦特最感到自豪的一项发明，平行运动（“瓦特的平行四边形”），这是许多精巧改良的起点。我们是在一位罕有的人面前，他既会掌握细节又会掌握整体，他并不满足于阐明原理，而要把原理贯彻应用，总而言之，科学对他来说，既是目的同时又是手段。
（三）
发明在工业上的应用。同罗巴克合伙，这使瓦特有可能继续进行其研究。罗巴克的破产（1773年），马修·博尔顿收买他的权利。
发明是一回事，会经营利用发明物却是另一回事。我们已经见过许多这样的事。关于蒸汽机，出现了一些特殊的困难。简而言之，必须创造一个齐全的工业，它应拥有自己的人员和设备。要代替那些直至那时尚能满足需要的临时机匠————钟表匠、白铁匠、水车匠————，就必须培养一批熟练的、能够担任艰难工作的工人，因为这种工作同时需要体力、智力和非常熟练的手法。必须用几何精度的汽缸、贴合的但不过分接触的活塞，像钟表齿轮一样精确的齿轮来代替那些往往不相称的和没有配准的部件，最初的那些机器正是用这种部件构成的，因而它们部分地运转不好。冶金术的进步使这种必要的改革成为可能了。但要实现这种改革，还需要资本，需要有冒险勇气来把资本投入一种非常新的、前途还不定的企业中去，需要有实用效果所系赖的那种贸易才能。一个像蒸汽机那样无价的发明必定会成功的。怎能设想它会被埋没或者不被人赏识。但是它像许多别的发明一样，只在发明人死后才能成功。瓦特幸而在其生命的历程中碰到两个非凡的、能够了解他和帮助他的人，这两个人值得同他分享光荣，即使不应分享发明的光荣，至少也应分享发明从理论领域转到实用领域的那种荣誉。这两个人就是卡伦的约翰·罗巴克和索霍的马修·博尔顿。
瓦特是在1765年或1766年被一位共同的朋友，格拉斯哥大学教授布莱克介绍给罗巴克的。 48 那时，瓦特几乎完全放弃了研究，因为他负担不了研究费用。他不但没有财产，而且还债台高筑，为了谋生和养活家口，他不得不去当测量员和工程师。他受托制作喀里多尼亚运河的线路图。 49 他是以工程师的资格与罗巴克打交道的：罗巴克需要用于煤矿的抽水机，煤矿在福思河右岸博罗斯托内斯，前不久他才获得该矿的开采权。 50 罗巴克的才智和企业心是我们已经知道的。他一知道瓦特的研究，就马上了解它的整个好处，因而向瓦特建议愿意帮助他去实现它。瓦特接受他的建议，他们签订了一份合同，合同约定罗巴克负责偿付其新合伙人的债务一千镑，并且供给必要的资金去完成已经开始的研究和组织在工业上利用研究的结果，他给自己保留三分之二的利润作为报酬。 51
这份合同在蒸汽史上开辟了一个时代。蒸汽正是在那时走出了实验室，进入它即将加以改造的工业世界中去，这多亏罗巴克的大胆的创造精神。瓦特总是迟疑、犹豫、不满意自己，他需要有个人在旁边去鼓励他和推动他前进。罗巴克以无比的热情扮演了这个角色。瓦特在其生命将终时，常常喜欢感谢他的一切情谊，他说：“我的努力所能达到的成功，大部分应当归功于他的友好的鼓励，他对科学发现的关心，他敏于想出这些发现的应用，他对交易和工业有深邃的认识，他的远大的眼光，他的热心的、慷慨的和积极的气质。” 52
第一架蒸汽机是在1769年安装在离爱丁堡不远的金内尔馆。 53 它的建造是艰难的：卡伦炼铁厂虽然设备优越，但也未能正确地实现瓦特对它的要求。这架机器是一个还未得到充分发展的思想的不完全的体现，它————按照英国预定的习惯————被人称为魔鬼；它只有一个汽缸，它的活动杠杆是在垂直面上摆动着的，很像纽科门的机器，而且用途也相同。 54 它的运转有缺陷，不久就被人放在一边了。与此同时，罗巴克的经济困难也开始了。他以前轻率承担开采的那些矿都充满了水，虽然有新、旧两种抽水机也无济于事。这些矿已使他和他的朋友花费了很多的钱。所有那些他想同时经营的事业都受到这种不幸的影响。他同逼在眼前的破产挣扎了一些时候。瓦特又继续他的测量工作。他的发明仍然不完全，而试验又显出它的缺点，所以处在停顿状态。1773年由于罗巴克的破产，这种悲惨的局面结束了，于是瓦特同博尔顿合伙开始了。
博尔顿在几年前就认识瓦特。他通过他的朋友罗巴克，知道瓦特的研究，并且很关心这项研究，因为他希望在那里找到一个对他所注意的问题的解答：他的索霍工场缺乏动力，因而想到：或者借助于纽科门机器或者用其他方法来人工地制造动力。关于这个问题，他在1766年曾经请教过两位在科学上有声望的人，即本杰明·富兰克林和伊拉兹马斯·达尔文博士。 55 1767年，瓦特在路过伯明翰时，参观了索霍工场，很赞赏那里冶金工作的完善，他本人也强烈地感到这种完善有必要。 56 翌年，博尔顿请他来，同他会谈很久，并建议他合作。罗巴克经过了解之后，同意接受这项建议，但要以明文限定其范围为条件：博尔顿将成为沃里克、斯塔福德和德比三个郡的专利证让受人。这就是蔑视索霍工厂主的远大眼光，蔑视他寄托在这新发明上的希望：“向我提出的这个计划和我所想象的计划是那样不同，以致我不能认为进一步考虑这个计划是恰当的……。我的意见是在我的工厂旁边、在我们运河岸上、建设一个工厂，在那里，我想安置制造机器所必需的全套设备，而且这个工厂可以供给世人各种大小的机器。……仅仅为三个郡制造，那就不值得费事了：值得费事的，就是为全世界制造。” 57
罗巴克的破产使博尔顿有继续这个计划的机会。罗巴克欠他一千二百镑，后者提议不要这笔钱，只要罗巴克将其和瓦特的合伙合同转让给他。人们会说这是廉价购买一项无限价值的权利。但这项价值还未能确定，因为不管人们对于企业的结果能有怎样的信心，但它似乎还很遥远：“那一切还只是个影子、纯粹的想象，要使它实现，还需要许多光阴和金钱”。 58 合同毫无困难地签订了，金内尔馆的机器被拆卸下来并运到索霍了：1774年5月，瓦特在完成他的测绘喀里多尼亚运河的设计图之后马上就去索霍定居了。 59
（四）
工场：博尔顿的活动和雄心壮志。瓦特到来，蒸汽机的完成。专利证的期限的延长。最初的订货：威尔金森炼铁厂的订货（1775年）；康沃尔郡矿业的订货（1777年）；巴黎给水网的订货（1778年）。商业上的困难：债务人和竞争者。工业性质的困难：瓦特的合作者。威廉·默多克。
索霍工场坐落在伯明翰的北边，在一个今天全被工厂覆盖着的、全被煤烟弄黑了的高地上，它是1759年建立的。 60 马修·博尔顿在这时已经成了一个富有的重要人物。他的父亲，伯明翰的玩具制造人， 61 让他早年就从事商业，但在已经使他获得了相当好的教育之后，所以他以后懂得自行深造。博尔顿父子工场制造金属纽扣、表链、钢鞋扣。后者由于时髦需要而成为珍奇交易的对象，人们把它送到法国去以便后来当作法国商品再进口。 62 马修·博尔顿在和一个女继承人，某一乡绅的女儿结婚之后， 63 本可过着乡绅的生活，但他喜爱他曾在其中成长起来的那项工业；他愿意将其财产用来创建一个模范的工场。这个大工场的建造是在1759年开始的，直到1765年才完成。工场使他花掉了九千镑。 64 它包含有五个主要建筑物，可以容纳六百个工人。一个设在山丘顶上的蓄水池供给必要的水量来推动一个有力的动轮，“这个动轮使得许多不同的机器动作起来。” 65 我们知道机械设备在冶金工业中已经非常发达，但还没有起着像它后来所起的那种主要作用。博尔顿希望他那里有最新式的机器，并亲自使这些机器适合于他的工业的特殊需要。 66 从1763年起，他的营业额就达到三万镑。 67
这个工场的产品多种多样。在伯明翰玩具业的传统商品之上，博尔顿又添上了新的商品：装饰用的铜器如花瓶、枝形烛台、鼎，纯粹的和包镀的金银制品，人造金制品和人造玳瑁制品等。 68 在1768年左右，他甚至于想到再加上瓷器，而斯塔福德郡的大陶器制造者韦奇伍德已经准备同那被他称为“英国的第一流工场主” 69 的人作竞争。博尔顿值得接受这个头衔，不仅因为他的企业的重要，而且还因为他的产品的优良。他以消灭伯明翰的坏声名为己任，并且不遗余力地去做：他只愿使用最好的材料和最熟练的工人，并且极细心地亲自领导工作。
至于企业的商业领导，他得到福瑟吉尔的辅助，后者自1762年起就是他的合伙人。福瑟吉尔同国外有往来，熟悉种种顾客的爱好，必要时就出门到国外去寻找式样和订货。 70 多亏他的活动，商号的销路扩大，商号也全欧闻名了。1765年，有人向博尔顿作出极其有利的提议，促使他到瑞典去安家设厂。 71 可是博尔顿绝不想离开英国。他在英国所占的地位已经很高了。在他的制造术方面，艺术成分和后来科学成分同样重要，这使他博得了许多珍贵的奖励。贵族阶级对他加以赞助。霍勒斯·沃波尔、谢尔本勋爵、达特默思勋爵和诺森伯兰公爵等人把古代铜器借给他去仿效；卡思卡特勋爵把他推荐给俄罗斯的皇后。 72 由于他相信理应的成功，我们可以想象到他已以其天生的雄心壮志和大胆精神来想出宏伟的计划，他写道：“我对任何能够增加或改善，我在机械技术方面的知识的东西都有兴趣。我的交易范围必须年年扩大。因此，我应该熟悉欧洲各地流行的爱好和时式……我希望为全欧洲工作，制造一切能够构成一般需要对象的商品：金、银、铜、包金、镀金、人造金、钢、白金、玳瑁……。” 73
我们知道瓦特在罗巴克破产之后参加索霍企业时该企业的情况了。“工场制”和工厂制度绝不是很相近的，从这一个过渡到另一个绝不是较难觉察的，可是区别是较不容易作出的，如果不在细枝末节上作区别和不武断的话。博尔顿交给瓦特支配的东西是大工业的资源以及几乎是大工业的权力。
瓦特立即着手工作。金内尔馆的机器被搬运到伯明翰之后，经过博尔顿所培养的熟练工人的协助修理，终于在1774年11月差不多能够运转正常了。瓦特把这件事报告他的父亲说：“我为之到这里来的那桩事情，结果成功了，就是说，我建造的那架机器现在运转了，并且产生了大大高于在我之前发明的其他机器所具有的效果。我估计这项发明将会对我非常有利。” 74 但是，在最后成功之前，需要预料到长期的努力和巨大的费用。从瓦特获得专利证时起已经过去五年了，而专利证的有效时限将于1783年满期。相似的发明的竞争或者程度不同的瞒混仿造的竞争都是可怕的。瓦特决定向议会请求延长他的专利权的期限。1775年2月23日，他向下议院呈递一份请愿书， 75 多亏他在科学界中的关系，毫无疑问，也亏博尔顿的贵族关系，请愿书得到极大注意的考虑。负责调查的委员会听取了罗巴克的证词：后者对于这项发明作出完全公正的评判，他是第一名认识到这项发明的实用价值：“蒸汽机比较通常的火力机，以同等的燃料耗费量，至少多做一倍多的工作……凡是需要动力的地方，无论用于什么用途，用它都是有利的。” 76 与此同时，他又证明该机器已经花了的费用，以及在它生利之前还要花的费用：首先是他，其次是博尔顿，在试验、建造、试用方面已经用去三千多镑；预计全部费用至少要达到一万镑。可是这样一笔钱，比起对英国和全世界的利益来说，算得了什么呢？专利证期限的延长被批准了，其期限为二十五年。 77 然而，不是没有一点反对的，因为在表决时，伯克以自由的名义起来抗议设立这一新的专利权。 78
又过了几年，这项专利权仍然毫无酬报。它的费用超过了、大大地超过了罗巴克的估计。 79 博尔顿虽然和瓦特合伙，但并未放弃其他工业；正是这些工业的收入使蒸汽机的昂贵制造才有继续可能。瓦特的一个使用方便的小发明，拷贝机的发明，提供一种并非无用的帮助。 80 这个商号经历了几次几乎危险的困难关头。1778年和1780年，博尔顿在卖了一部分从他父亲和妻子那里得来的财产之后，不得不寻求隐名合伙人。在1781年的会计年度终了时，如果博尔顿和瓦特不收到博尔顿和福瑟吉尔合伙企业的资金，就无法偿还圣诞节到期的债务和支付工人的工资。 81 1782年，瓦特因对银行业者洛、维尔和威廉斯所负的债务日渐增长的重担而感到那样焦心，所以他写信给他的合伙人说：“如果他们同意放弃对我未来企业上的各种债权，我几乎想把我现在所有的一切东西都交给他们，把我的命运再交给上帝去处理。我不能在我现在所处的愁虑状态中生活下去……” 82 几乎就在1786年或1787年，这个商号清偿了自己的债务，终于能够从其代价很大的创举中获得利润。
订货来得并不太晚。1775年，索霍工厂交给伯明翰附近的布卢姆菲尔德煤矿一架蒸汽抽水机，它比纽科门机器抽水快两倍，而燃料耗费量却是同等的。 83 不久以后，威尔金森订购了一架机器用来推动布罗斯利的高炉鼓风器。这是瓦特的发明第一次用于抽水以外的用途上。 84 新河公司的订货也是在这头几年里来的。 85 1777年，瓦特到康沃尔郡去，虽然那里矿主方面有某些踌躇以及因在就地安装的缺点而产生的某些挫折，他还卖了若干大的抽水机：查斯沃特矿的那一架是在1778年建造的，它的动力和运转良好的性能对克服当地的守旧思想做了许多工作。 86 同年，索霍工厂接受佩里埃兄弟的参观，他们请求瓦特供给他们一架机器为巴黎给水网之用：这架机器是在1779年安装在塞纳河边库尔拉赖纳的尽头处：这就是有名的夏洛特火力机，这架机器在下一世纪已被更新式的机器所代替，后者在同一个地方继续运转一直到最近。 87 弗雷德里克大帝所派遣的一些德国工程师也来参观了索霍工厂，但是，蒸汽机只在几年之后、在1785年才被引进德国。 88
博尔顿和瓦特所要的价钱是非常公道的：他们向买主只要求付出每架机器的制造和安装的费用，另外加上比使用同等马力的气压机所获得燃料上节省费的三分之一。 89 这样，他们只从蒸汽机的经过试验而被证实的优越性中以及因使用它而获得的利益中来期待他们的报酬。但是，对于使用新发明的反感一经克服之后，人们总是看到因利用它而支付其代价的同等强烈的反感。康沃尔郡的矿主们在偿付约定的特许权使用费时，特别显出非凡的恶意和不诚实。这就是他们同索霍工厂主之间多年不断的斗争的原因。 90 1780年，在全郡之内开展起来一个请求议会取消专利权的运动。瓦特对于这件事激烈地表示不满：“他们控诉我们设立一种垄断，但是，即使是一个垄断，可是这个垄断毕竟使得他们的矿山比以前出产得更多了……他们说，因使用机器而必须偿付使用费，对于他们来说是不方便的。如果我把裤腰上小钱袋的纽子扣好，对于那想摸偷我的钱包的人来说也是不方便的……我们没有权力迫使任何人来使用我们的机器。如果这些家伙来向议会控诉其完全可以避免的那种不方便，议会将会回答什么呢？……” 91 长期的诉讼开始了：1799年，博尔顿和瓦特胜诉了，一下子领到三万镑以上的欠付的使用费。 92
他们也必须对付那些谨慎程度不同的竞争者的企业。最可怕的就是乔纳森·霍恩布洛尔，关于这个人，必须看到他完全不同于通常的仿造人：他在研究和利用高压方面走在瓦特前面。他的机器比瓦特的机器还复杂，有两个汽缸用蒸汽交替地充满着。 93 这种机器相当成功，足以引起博尔顿和瓦特的严重忧虑。他们决定控告霍恩布洛尔，后者受到败诉的判决，因而破产。 94
其他困难，而且不是最小的，就是内部组织的困难。这些困难主要是多亏博尔顿才得到克服的，博尔顿的最大才能就是领导才干。在同他们主顾的密切合作方面也需要很多的外交手腕，博尔顿和瓦特是被他们的商业习惯导致这种合作的。机器并不是他们工厂完全造好了才出厂的。他们把自己当作是“蒸汽机的设计人和安装人，并且当作是那些利用他们发明物的企业的顾问。通常，需要机器的企业，自己向自己所挑选的翻砂厂和炼铁厂订购材料，索霍厂则供给熟练工人以及制造上需要特别小心的那些机械零件”。 95 大部分的汽缸是威尔金森制造的，他钻孔精确是无敌的，正因如此，所以总是受到博尔顿和瓦特的推荐。 96
博尔顿和瓦特是以自己培养出来的那些工头为极好的助手的。至少这些工头中的一个，威廉·默多克是一个功绩高于其地位的人。他是苏格兰的一个水车匠的儿子，他把请求批准参加索霍工人行列当作优遇。 97 他因聪明、勤劳、有发明力而受到老板的赏识；老板派他领导安装机器，特别是在康沃尔郡中安装机器。他在那里发挥一种难以相信的积极性，夜以继日地努力安装、检查和修理机器，他是自己厂号权利的警觉守卫人，反对敌对利益的联合。 98 在空闲时间，他就寻求技术改良。“行星运行”的观念正是他暗示给瓦特的。他是欧洲第一批中的一个和英国第一个能把蒸汽当作牵引手段来使用的人：他在1784年建造一个机车小模型，以每小时八英里的速度运行。 99 我们还应想起他曾同著名的法国人勒邦分享善于发现和利用煤气特性的荣誉：工厂从1798年起就用煤气照明。这个人本可通过自己的发明而致富，但他宁愿终身成为博尔顿和瓦特的工人。他得到他们的完全信任，同时他也向他们显出绝对的忠诚。 100 他的合作在困难时候是非常宝贵的，尽管人们有权期待看到蒸汽机的未来的光明，但那时它还没有明显地表露出来。
（五）
蒸汽机的用途：在冶金工场中；在面粉厂中；大不列颠面粉厂（1786年）；在纱厂中。索霍工厂的蒸汽：它的多方面的应用；货币的自动铸造。
关于企业的最终成功，博尔顿从未有过怀疑，在这一点上，他和瓦特十分不同，因为后者总是沮丧、悲观。 101 1781年，他终于看到了他十年来所期待的那种动态的出现：瓦特的发明物成为注意的对象，甚至于成为大家极欲观赏的东西。他写道：“伦敦、曼彻斯特和伯明翰的居民被蒸汽机弄得入迷了。” 102
同年，瓦特取得了第二个专利证，即圆周运动的专利证。在这个日期之前，蒸汽机只不过是一种改良的火力机。人们正是把它当作火力机将其用于矿山或给水网的。通过圆周运动的发明，它就成为原动力了。从此以后，它的用途就无限地增多了，整个工业领域都向它表示欢迎。最初的应用实现于索霍工厂本身，那里，人们使用蒸汽发动的鼓风机、滚轧机和汽锤。差不多与此同时，威尔金森为他布雷德利工厂订购了类似的机器，雷诺兹也为科尔布鲁克戴尔厂购买了这样的机器。他们的榜样受到所有英格兰和苏格兰的大炼铁业者的仿效。 103 那些已经备有各种机器的冶金工厂正是在这时呈现出特有的面貌，蒸汽和铁的万能姻缘，可以说是在这时被固定下来的。
蒸汽机很早就被用来推动一些磨机，如面粉磨、啤酒厂用的麦芽磨、 104 陶器工业用的燧石磨、 105 西印度炼糖厂用来压碎甘蔗的碾。 106 虽然一一列举许多事例会使人厌烦，但至少必须提到一个，即1786年建立在伦敦的大不列颠面粉厂的例子。这个大工厂的设备是瓦特同约翰·伦尼（后来是滑铁卢桥的建筑师）协作亲自安排的。这套设备是由五十对被两架机器推动的磨石组成的。 107 产量每周可能高达一万六千蒲式耳的面粉。这个面粉厂的开设轰动了伦敦。去参观这个工厂已成为一种风气，结果使瓦特大不耐烦。 108 磨坊主们由于这种意外的竞争而感到惊慌，但在1791年，一个很可能出于怨恨而造成的火灾把建筑物及其中所有一切东西都完全烧毁了，损失估计有一万镑。 109
在纺织工业中，蒸汽机起初只是水力机的辅助工具。在1780年左右，理查德·阿克赖特在其曼彻斯特工厂里还使用一个纽科门的抽水机。 110 1782年，一些设厂于伯顿昂特伦特的纱厂主请求瓦特供给他们机器。瓦特相当冷淡地接待这种订货，他写信给博尔顿说：“这些人的信以及他们派到这里来的人，使我不大佩服他们的能力。如果你经过曼彻斯特回来， 111 请你不要寻找纱厂的订货。我听说那么多的工厂设在北部水流的岸边，这项工业不久就一定会过多了。我们会有蹈冒徒劳的危险。” 112 他不了解，他亲眼见到的那项工业的发展能够在他认为已经接近的限度之外继续发展下去。他没有体会到，他比别人更多地推进了这一限度。但他很快就改变了看法。1784年，他承认“每当工厂易于设在城市里或者设在已有建筑物的地方而能对燃料的消费量和使用费的支付作出抵偿时，蒸汽机就一定能够用于纱厂”。 113 经验几乎马上就证实了这种见解，但是，这种见解仍然是以那样懦怯的措辞来说明的。
第一个使用蒸汽机的纱厂是1785年设在帕普尔维克的鲁宾逊纱厂。 114 以后就是沃林顿和诺丁汉的工厂主们从索霍买回机器。仿效他们榜样的，1787年有罗伯特·皮尔、1789年有曼彻斯特的彼得·德林克沃特、1790年有理查德·阿克赖特和塞缪尔·奥尔德诺。 115 在约克郡以及一般说来在毛纺工业占优势的地区，变动比较慢，而且还碰到最激烈的反对。不仅工人，而且许多老板也都不隐蔽他们的敌视态度。布雷德福的约翰·巴克利在1793年曾想在他的毛纺厂里安装一架蒸汽机，因而接到他邻人们的最后通牒，威胁他，如他实现他的计划，他们就以机器在工厂四周散播煤烟和声响为理由而向他提起损害赔偿之诉。 116 然而，从1794年起，蒸汽机渐渐进入毛纺厂，紧紧地跟随着机械和机器的采用。
这样，瓦特的机器从十八世纪末起就开始在各处代替了水力发动机。1802年，斯维登斯彻纳在英国各工业区旅行，对几乎到处碰到蒸汽机而感到惊异，他说：“这些机器在英国同水车和风车之在我国是一样普通，甚至还要多得多，这并非言过其实。” 117 有时，好几架蒸汽机聚集在一个狭小的地方，用于各种各样的用途，例如在斯旺西，“一些是在抽取矿坑里的水，另一些是把煤送上地面，还有别的一些则在使滚轧机和磨石动作着”。1800年，伯明翰有十一架蒸汽机， 118 利兹有二十架，曼彻斯特有三十二架。 119
必须说，瓦特和博尔顿并不是这一革命的唯一创始人。他们的忠诚的首要助手默多克，他们的败北竞争者霍恩布洛尔，第一个懂得制造现代设备上高度精确的必要性并能达到这种精确度的约翰·威尔金森，在发明织布机和梳毛机之后又把自己机敏的智力转到其他问题上去的卡特赖特， 120 在发挥气压机原理的同时又试图继续利用这个原理的亚当·赫斯洛普， 121 以及一大群的、其中许多是无名的研究者们，都是他们的合作者，或者是他们的竞争者。但是索霍工厂由于受到1775年法令的保护而成为制造和出卖蒸汽机的唯一中心。索霍工厂雇用一千多名工人， 122 这个工厂的新工业是在伯明翰的传统工业中生长起来的，传统工业起初是新工业的助手，后来，新工业也把传统工业加以改变了。一位观者写道：“冶金工业的各部门在这个工厂里都能见得到……几乎全部工作都是用机器进行的。对于那些需要相当力量的操作，例如压延金属，磨光金属等等，人们都使用一些由蒸汽机推动的大转轮。” 123
索霍工厂利用蒸汽最有趣的例子，必须提到的是货币的自动铸造，这是马修·博尔顿所想出来的事业，他对于这个事业也特别感到自豪。由于他怨恨那些败坏伯明翰名声的假币制造人，所以他希望采用一种完善的手段来铸造货币以排除粗糙的旧方法为舞弊造成的方便。他使人建造一些蒸汽冲压机，硬币在冲压机上被一个钢圈圈住，准确地接受压印：每个冲压机由一个工人照料，每分钟可以铸造五十至一百二十枚硬币。 124 这项发明获得很大的成功。博尔顿接受过东印度公司的订货、法国在大革命初年的订货， 125 以及俄罗斯的订货；1799年，他被准许在俄罗斯设立一个造币厂； 126 最后，又接受英国政府的订货。在十年内，即从1797至1806年，他提供政府四千吨以上的铜币。 127 生产迅速，几乎全部消除了劳动力，这是两个好处，此外还有质量精确的好处。这就是人们在一切工业中从使用机器中能够期待的结果之一，而这些机器今后都由人们可以随意制造、随意增加、随意搬运和随意操纵的有力而温顺的机器发动的。
（六）
蒸汽机的发明完成工业的集中。它使工业的相互依赖关系更加密切同时又使工业的发展归于统一。
蒸汽机的发明这一重大事件，开始了工业革命的最后的、最具有决定性的阶段。蒸汽把那些还压在大工业身上的束缚解放之后，就有可能无限迅速地发展了。事实上，使用蒸汽并不像使用水那样必须取决于位置和当地资源等绝对条件。凡能获得公道价格的煤的地方，都可以安装蒸汽机。在英国，煤藏丰富，煤的使用在十八世纪末已经是增多了，那里特意创设的航路网有可能以很少的费用把煤运送到各处，全国已经变成一个特别宜于工业生长的享有优惠的世界。工厂现在可以离开其原来孤立于水流岸边的曾在其中成长起来的溪谷了；工厂接近市场可以购买原料和出卖产品，移近人口中心可以招募人员；工厂将汇合集中起来形成一些巨大而黝黑的工业城市，蒸汽机将使无穷的烟云飞翔在这些城市的上空。
可是，这种集中只是已经开始了的运动的延续。它并未改变机械化于其第一时期————水力发动机时期————即在1760至1790年间所决定的那种工业地理分布状态。下面是一个值得注意的事实，因为这个事实可以说明英国大工业的起源：经济活动的主要中心向北部诸郡的移动，新的纺织和冶金地区的形成，是在实际应用蒸汽之前。蒸汽机的出现，加强了导致蒸汽机出现的影响，因而加速了上述工业的发展，此外是没有别的作用的。人们可以反驳道，这种集中运动的延续很可能是偶然的，在那些新工业刚因完全不同的原因而设立在那些地区中碰巧有煤矿床，靠近矿山对于它们来说比靠近曾被它们起初利用过的那些河流更为可贵的时候，它们就有可能继续留在那里。但，是否应把它视为一种完全的巧合呢？在瓦特的发明之前，煤在工业生活中已经起着充分的作用，以致工厂主们宁愿走向煤很丰富而价廉的地方去。如果相信他们正在其刚刚设厂的地方突然发现了煤，像发现埋藏的财宝一样，那必定是忽视了煤已经有较长的历史了。
蒸汽机并不创造大工业。但是，它对大工业却提供了动力，并使自己的发展犹如自己所任意支配的力量一样不可抵抗。最重要的是，它使大工业具有其统一性。在那以前，各种工业的相互依赖关系比现在要疏远得多。它们各自的技术只有很少的联系。它们的发展是单独地而且是通过完全特有的方法来形成的。使用一种共同的动力，尤其是使用人为的动力，就使一切工业的发展都要服从一般的法则。蒸汽机的不断改善，对于采矿、冶金、纺织和运输都有同样的影响。工业世界几乎成为一个巨大的工厂，在那里，发动机的加速、放慢或停止就改变着工人的活动并决定着生产率。
詹姆斯·瓦特的同时代的人们没有看到他们亲眼所见的那个重大事件的各种后果的发展。但是他们已能猜到这些后果。他们已经感觉到一个新的时代正在开始并且充满着同过去任何事物相比都无法作出估量的可能性。伊登在1797年写道：“在机械学方面，可以认为我们还是儿童。假如人们考虑五十年来为缩减工业操作而作出的那些发明的数目；假如人们设想它们现在已经投入使用，但在五十年前却是绝对没人知道的；那么，料想人们在今后五十年中还会作出其他的发明，而蒸汽机和纺纱机的发明不管在我们看来是怎样精彩，但比今后的那些发明就会显得微不足道和毫无价值，这种料想并不荒谬。” 128